Анероид

Принцип действия основан на упругой деформации приемника под влиянием изменений атмосферного давления. В качестве приемника употребляется металлическая анероидная коробка с гофрированными дном и крышкой. Воздух из коробки выкачивается почти полностью. Для того чтобы коробка не сплющивалась давлением окружающего воздуха, сильная пружина оттягивает крышку коробки, приводя ее в равновесие. При увеличении внешнего давления крышка будет немного вдавливаться внутрь коробки, при уменьшении – приподниматься вверх. Величина деформации коробки при изменении давления очень мала, но при помощи системы рычагов эти незначительные колебания крышки коробки увеличиваются и передаются на стрелку, перемещающуюся вдоль шкалы с делениями. Весь механизм анероида помещается в корпус со стеклянной крышкой. В настоящее время выпускаются беспружинные анероиды. Роль пружины в них выполняют упругие крышки коробки. Приемник давления в этих анероидах состоит из 5–6 коробок.

Поправки к анероиду. К отсчетам по анероиду вводятся три поправки: шкаловая, температурная и добавочная.

Шкаловая поправка. Анероидная шкала делается стандартной для всех анероидов данного типа, однако в каждом анероиде могут быть свои инструментальные неточности. Поэтому показания анероида могут отличаться от истинного давления, причем величина несовпадения будет неодинаковой в разных участках шкалы. В целях выявления этих ошибок анероиды сравниваются при различном давлении, создаваемом в искусственных условиях, с точным ртутным манометром, и таким образом получают их шкаловые поправки.

Введение температурной поправки обусловлено изменением упругих свойств коробки и пружины при изменении температуры воздуха. Так, например, при повышении температуры их упругость уменьшается, вследствие чего коробка сдавливается больше, и анероид показывает увеличение давления, хотя в действительности оно не менялось.

Добавочная поправка обусловлена постепенным изменением внутренней структуры металла пружины и коробки, следствием чего является изменение их упругости. Поправка меняется со временем, поэтому анероиды периодически проверяют на заводах гидрометприборов, где находят новую добавочную поправку путем сравнения показаний анероида с ртутным барометром. Анероид применяется в полевых условиях.

Контрольные вопросы

1. Почему барометры наполняются ртутью, а не другой жидкостью?

2. Что такое компенсированная шкала, в каких видах барометров она применяется?

3. Какой знак будет иметь поправка на силу тяжести на 22с.ш., 58ю.ш.?

4. Для чего показания барометра приводятся к 0С температуры и 45 широты?

5. Что значит «привести давление к уровню моря»?

Практическое задание

Определение превышения 9-го этажа главного корпуса АлтГУ над 1-м

с помощью анероида

Принадлежности: анероид, термометр-пращ.

Порядок выполнения задания

1. Ознакомиться с устройством анероида.

2. Определить давление на 9-м этаже. Для этого: открыть крышку футляра, отсчитать по термометру при анероиде температуру прибора с точностью до 0,1С, постучав слегка пальцем по стеклу анероида (для преодоления трения в передаточном механизме), сделать отсчет положения стрелки на шкале с точностью до 0,1 мм рт. ст. Все отсчеты делают на уровне стола.

3. Спуститься на лифте на 1-й этаж и через 3–5 мин взять отсчеты по термометру и шкале анероида. Сделать трехкратное измерение температуры воздуха на улице с помощью термометра-праща с точностью до 0,1С. Техника измерения заключается во вращении термометра над головой в горизонтальной плоскости в течение 1–2 мин. Вернуться к лифту на 1-м этаже и снова отсчитать давление по анероиду.

4. Подняться на 9-й этаж и через 3–5 мин сделать последний отсчет давления по анероиду. В результате всех измерений должно быть четыре отсчета давления и три отсчета температуры воздуха.

5. Все наблюдения записать в таблицу 2:

Таблица 2

Место наблюдений	Температура воздуха	Анероид						Среднее значение давления	Превышение 9-го этажа над 1-м
		Отсчеты		Поправки			Исправленное давление
		по термометру	по шкале анероида	шкаловая	температурная	добавочная
9-й этаж
1-й этаж

6. Ввести к показаниям анероида соответствующие поправки, взятые из паспорта прибора.

7. Вычислить средние величины давления для 1-го и 9-го этажей и среднюю температуру наружного воздуха (t). При вычислении t на уровне 9–го этажа необходимо учитывать, что изменение температуры с высотой составляет в среднем 0,6° на 100 м.

8. Вычислить превышение 9-го этажа над 1-м, пользуясь барометрической формулой Бабине:

где Р₁ – давление в нижнем пункте; Р₂ – давление в верхнем пункте; t_ср. – среднее значение температуры воздуха, измеренной в нижней и верхней точках;  – коэффициент расширения воздуха, равный 0,00366.

9. Рассчитать величины вертикального барического градиента (изменение давления на 100 м высоты) и барической ступени (высота, соответствующая изменению давления на единицу) по данным барометрического нивелирования.